8-sinf uchun fizika imtihon

4. Issiqlik miqdori

Issiqlik uzatish jarayonida tananing oladigan yoki yo'qotadigan energiya deyiladi issiqlik miqdori. Issiqlik miqdori bog'liq

Tananing massasidan (tananing massasi qanchalik katta bo'lsa, tanani bir xil darajada isitish uchun ko'proq issiqlik sarflash kerak);

Agar siz silliq alyuminiy ramkadan foydalanishga qaror qilsangiz, bu profil profilining kengligi va birinchi navbatda, strukturadagi termal ko'priklarni buzish uchun texnik echimga bog'liq. Alyuminiyning o'ziga xos xususiyatlari, bu hashamatli ramkalarning ko'pchiligi ikki bosqichli muhrdan foydalanganda yanada yomonroq issiqlik ko'rsatkichlariga erishishining sababidir.

Oynada bir nechta muhim elementlar mavjud. Shisha sifatining sifati shisha chetini ramka tuzilishiga kiritishning cheklovchi artikulyar chuqurligidir. Shisha va qanot orasidagi chekka tikuvning sifati odatda alyuminiy oraliq bilan ta'minlanadi. Muammo shundaki, alyuminiy o'tkazgich sifatida ikkita ko'zoynak o'rtasida termal ko'prik hosil qiladi va oynaning chetlarida parchalanish xavfini oshiradi. Shuning uchun prokladkalar endi zanglamaydigan po'latdan va plastmassadan yasalgan. Issiq plastik ramkalar deb ataladigan bo'lsa-da, standart kvadrat metr uchun deraza taxminan 30 dollar turadi, ammo ularning izolyatsion xususiyatlari eng yaxshisidir.

Tana haroratining farqidan va bog'liq;

Tana qanday moddadan iborat, ya'ni moddaning turidan.

Issiqlik miqdori Q harfi bilan belgilanadi va joul bilan o'lchanadi.

Maxsus issiqlik

Massasi 1 kg bo'lgan jismni 1 daraja C ga qizdirish uchun unga berilishi kerak bo'lgan issiqlik miqdori deyiladi. o'ziga xos issiqlik sig'imi moddalar. Maxsus issiqlik sig'imi c harfi bilan belgilanadi va J / kg * 0 S da o'lchanadi

Dizayndagi yana bir muhim nuqta - oynali yivning chuqurligi - ikkala oynaning chetini ramka tuzilishiga kiritish chuqurligi. Bu chuqurlik kamida 25 mm, lekin tercihen 28 dan 30 mm gacha bo'lishi kerak. Agar sirlangan chiziq 25 mm dan kam chuqurlikda bo'lsa, ichki sirt harorati ichki shudring nuqtasidan pastga tushib, ramka ichida yoki hatto shisha ichida kondensatsiyaga olib kelishi mumkin. Favqulodda yechim sifatida siz derazaning ichki oyna oynasini ko'tarishingiz mumkin: kondensatsiya muammosi hal qilinadi, lekin u biroz zarar ko'radi. ko'rinish oyna.

Shuni esda tutish kerakki, moddaning turli agregat holatidagi o'ziga xos issiqlik sig'imi har xil. Suvning o'ziga xos issiqlik sig'imi eng katta - 4200 J / kg * 0.

Yoqilg'ining o'ziga xos isitish qiymati

Yoqilg'i yoqilganda atomlar molekulalarni hosil qilish uchun birlashadi va energiya ajralib chiqadi.

1 kg og'irlikdagi yoqilg'ining to'liq yonishi paytida qancha issiqlik ajralib chiqishini ko'rsatadigan jismoniy miqdor deyiladi. o'ziga xos issiqlik yoqilg'ining yonishi. Yonishning solishtirma issiqligi q harfi bilan belgilanadi. O'ziga xos yonish issiqligining birligi 1 J / kg. O'ziga xos yonish issiqligi juda murakkab asboblar yordamida eksperimental tarzda aniqlanadi.

Har qanday turdagi protsessorga sovutgichni o'rnatishdan oldin, odatda uning markaziga oz miqdorda issiqlik o'tkazuvchi pasta qo'llaniladi, bu esa aloqa yuzalarini silliqlashdan keyin teng ravishda taqsimlanadi. Ushbu yog'ga o'xshash yog'li modda issiqlik qabul qiluvchining passiv qismidagi qistirmalaridagi miniatyura havo bo'shliqlarini va protsessorning metall issiqlik tarqatuvchisini to'ldirishga yordam beradi. Bunday pastaning issiqlik o'tkazuvchanligi havoga qaraganda ancha yuqori, lekin aksincha, ikkita metall qism bir-birining ustiga mukammal tarzda joylashtirilganidan kamroq.

Kristal jismlarning erishi va qotib qolishi

Moddaning qattiq moddadan o'tishi agregatsiya holati suyuqlikka aylanadi erish.

Tanani eritish uchun avval uni ma'lum bir haroratga etkazish kerak.

Moddaning eriy boshlagan harorati deyiladi erish nuqtasi moddalar.

Kichkina havo bo'shliqlarini to'ldirish va sovutish samaradorligini oshirish uchun termal pastaning ahamiyatini e'tiborsiz qoldirmang. Hatto pastalar ham har xil sifatga ega bo'lishi mumkin, bu narxga asoslangan ishlatiladigan materialga bog'liq. Asosiy turlar silikon tashuvchida aralashtirilgan seramika kukunidan iborat. Siz ularni keramika yoki silikon pasta sifatida uchratasiz va asosiy va ayni paytda eng arzon bo'lib, bu hududda zavqlanishingiz mumkin. Metall zarralari bo'lgan moddalar orqali issiqlik o'tkazishga asoslangan pastalar yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Moddalarning erish nuqtasi har xil, masalan, muzni xonaga olib kirish orqali eritish mumkin, temir esa yuqori haroratga erishilgan maxsus pechlarda eritiladi.

Moddaning suyuqlikdan qattiq holatga o'tishi deyiladi kristallanish.

Tananing kristallanishi uchun u ma'lum bir haroratgacha sovishi kerak.

Odatda kumush yoki alyuminiy ishlatiladi, bu pastalar qimmatroq, lekin ular yaxshi ishlaydi. Hatto eng yaxshi navlar uglerodga asoslangan pastalar bo'lib, odatda olmos kukuni yoki qisqa uglerod tolalari bilan. Ularning narxi tufayli siz ularni faqat eksklyuziv tarzda topishingiz mumkin, faqat birinchi ikkita tur odatda do'konlarda taklif etiladi.

Ba'zi sovutgichlar zavodda o'rnatiladi, agar siz ularni o'zingiz qo'llasangiz, protsessorning o'rtasida tomchi juda boy. Issiqlik o'tkazuvchanligi sovutish zonasi uchun muhim parametr bo'lib, u ma'lum bir materialda issiqlik uzatish tezligini ko'rsatadi. Bu sovutgichlarning passiv qismlari uchun muhim bo'lib, ular asosan protsessordan issiqlikni alohida qanotlarga tez olib tashlash bilan bog'liq bo'lib, uning atrofida fandan havo katta maydonlar bo'ylab oqadi. Har bir material uchun issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblash mumkin, ya'ni. qalinligi 1 m bo'lgan, bir tomoni boshqasidan 1 kg yuqori bo'lgan plastinkadan o'tadigan quvvat.

Moddaning kristallanish harorati deyiladi kristallanish harorati.

Tajribalar shuni ko'rsatadiki, moddalar eriydigan haroratda kristallanadi. Tananing butunlay o'tishi uchun qattiq holat suyuqlikka aylanadi, doimiy energiya ta'minoti talab qilinadi.

Birlashish va kristallanishning o'ziga xos issiqligi

Issiqlik o'tkazuvchanligidagi farqni tekshirishingiz mumkin turli materiallar o'z-o'zidan. Yog'och yoki kauchukga tegish sovuq bo'lmasa-da, agar siz noutbukda alyuminiy yuzasiga tegsangiz, u yog'och yoki kauchuk buyum bilan bir xil haroratda bo'lsa ham, u ancha sovuqroq ekanligini his qilasiz. Yog'ochga nisbatan alyuminiyning issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan yuz baravar yuqori bo'lganligi sababli, issiqlik sizning qo'lingizdan uzatiladi va shuning uchun sovuqroq bo'ladi. Aksincha, yog'och aloqa nuqtasida qiziydi va qo'llarning issiqligi juda sekin kirib boradi.

Tana qizdirilganda o'rtacha tezlik molekulalarning harakati kuchayadi, shuning uchun ortadi va ularning kinetik energiya va harorat. Natijada molekulyar tebranishlar diapazoni ortadi. Tananing erish nuqtasiga qizdirilganda, kristallardagi zarrachalarning joylashishidagi tartib buziladi. Kristallar shaklini yo'qotadi, tanasi eriydi.

Issiqlikni taqsimlashda biz uchta asosiy turni ko'rib chiqamiz: oqim, qo'rg'oshin va radiatsiya.

Shu sababli, alyuminiy yoki mis eng ko'p ishlatiladigan passiv protsessor sovutgichidir. Bu sovutilgan chiplar tomonidan issiqlikni tezroq olib tashlashga va ularni alohida qovurg'alar bo'ylab taqsimlashga olib keladi. Mis ham issiqlik trubkasi trubkasi bo'lib, asosan uning issiqlik tarqalish funktsiyasi va passiv issiqlik qabul qiluvchi qurilmaga o'tishi yana quvvatni imkon qadar ko'proq uzatish uchun mos keladi. Alyuminiy 237 Vt ∙ m -1 ∙ K -1 qiymati bilan biroz yomonroq, masalan, issiqlik, masalan, 429 Vt m -1 K -1 bilan kumush va 895 Vt m -1 K -1 bilan afzalroq olmos.

Qancha issiqlik haqida xabar berish kerakligini ko'rsatadigan jismoniy miqdor kristall tanasi og'irligi 1 kg bo'lib, erish nuqtasida u butunlay qattiq holatdan suyuq holatga o'tadi, deyiladi. o'ziga xos termoyadroviy issiqlik.

Birlashishning solishtirma issiqligi /\ (lambda) bilan belgilanadi. Uning birligi 1 J/kg.

Erish nuqtasida moddaning ichki energiyasi suyuqlik holati Ko'proq ichki energiya qattiq holatda materiyaning bir xil massasi. Modda qotib qolganda, uni eritishga sarflangan bir xil miqdordagi modda ajralib chiqadi.

Sovutish nuqtai nazaridan yana bir qiziqarli kontseptsiya - bu issiqlik sig'imi. Sovutgich bo'lsa, bu birinchi navbatda ikkita parametrdir. Butun sovutgichni sekinlashtirganda protsessordan issiqlikni tez olib tashlash. Ideal xususiyatlarga ega bo'lgan material mavjud emas yoki nomutanosib ravishda qimmat bo'ladi, shuning uchun mis va alyuminiy kombinatsiyasi odatda ishlatiladi.

Mis protsessor interfeysini tashkil etsa va undan issiqlik tezda chiqariladi, alyuminiy 2,3 baravar issiqlik sig'imi va hali ham yaxshi o'tkazuvchanligi tufayli asta-sekin qizib ketganda issiqlikni qanotlarga tarqatadi. Issiqlik quvvati vattlarda ishlab chiqarilgan issiqlik energiyasining miqdori. Biroq, bu protsessor etkazib beradigan issiqlik quvvatining aniq miqdori emas. Passiv sovutgich bloklari eng muhim va zavod va hisoblash jihatidan qiyin qismlardir, ammo zamonaviy protsessorlarda odatda bu o'tish joyini ajratib turadigan fan yo'q va shuning uchun uni qizib ketishidan saqlaydi.

Erishishning solishtirma issiqligi: Q=/\*m.

Bir modda qotib qolganda, hamma narsa teskari tartibda sodir bo'ladi:

Sovutilgan erigan moddada o'rtacha kinetik energiya va molekulalarning tezligi pasayadi. Zarrachalarning joylashishi tartibli bo'ladi - kristall hosil bo'ladi.